專利名稱：超聲波組織評(píng)價(jià)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用超聲波多普勒能量數(shù)據(jù)來(lái)定量評(píng)價(jià)組織的超聲波組織評(píng)價(jià)
裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，影像學(xué)的手段越來(lái)越廣泛地用于對(duì)內(nèi)臟功能的評(píng)價(jià)，如CT、 MRI、核素等。 超聲主要是對(duì)組織大體形態(tài)學(xué)進(jìn)行檢查，很少用于對(duì)組織功能和病理變化進(jìn)行評(píng)價(jià)。
能量多普勒的出現(xiàn)為定量研究組織內(nèi)血流提供了可能。根據(jù)能量多普勒的原理， 超聲能量圖顯示的是紅細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的多普勒頻移信號(hào)，其強(qiáng)度直接反映組織內(nèi)紅細(xì)胞 的數(shù)量，即組織內(nèi)血流量。但是以前有使用超聲能量多普勒半定量方法的研究，是通過(guò)肉眼 觀察腎臟超聲能量圖中血流分布情況，對(duì)腎臟血流的灌注進(jìn)行分級(jí)評(píng)分，研究該評(píng)分與腎 小球?yàn)V過(guò)率(GFR)的關(guān)系，但此方法受觀察者的影響較大，可操作性不強(qiáng)，且不能真正定量 反映腎臟功能與腎臟內(nèi)血流的關(guān)系(參考非專利文獻(xiàn)1)。但關(guān)于組織內(nèi)血流分布的定量尚 未被公開(kāi)。 非專利文獻(xiàn)l :Color Doppler energy-a new technique to study tissu印erfusion in renal transplants Peter FH，Raoul Schmid，Lutz Wunsch，et al. Pediatr N印hro1，1999， 13 :559-563.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述的觀點(diǎn)而完成的發(fā)明，其目的在于，提供一種如下所示的超聲 波組織評(píng)價(jià)裝置，該裝置能夠根據(jù)組織的超聲灰階圖像及同幀彩色能量多普勒?qǐng)D像提供對(duì) 被檢查組織的診斷有一定幫助的指標(biāo)。 本發(fā)明的超聲波組織評(píng)價(jià)裝置，其通過(guò)超聲能量多普勒對(duì)組織的血管分布進(jìn)行評(píng) 價(jià)，其特征在于，具有操作設(shè)定部，其設(shè)定統(tǒng)一的圖像采集條件；圖像采集部，其調(diào)節(jié)彩色 增益，采集組織斷面的超聲灰階圖像及同幀彩色能量多普勒?qǐng)D像，并輸出該斷面圖像數(shù)據(jù)； 和圖像處理部，其接收來(lái)自所述圖像采集部的所述斷面圖像數(shù)據(jù)，勾畫(huà)被檢查組織的感興 趣區(qū)，根據(jù)彩階標(biāo)準(zhǔn)圖將彩色多普勒信號(hào)強(qiáng)度分成若干級(jí)別，進(jìn)行加權(quán)，得到組織的血管指 數(shù)。 本發(fā)明的超聲波組織評(píng)價(jià)裝置，還具有根據(jù)基于所采集超聲數(shù)據(jù)而測(cè)得的組織深 度對(duì)血管指數(shù)進(jìn)行校正的血管指數(shù)校正部。 本發(fā)明的超聲波組織評(píng)價(jià)裝置，還具有根據(jù)由所述圖像處理部得到的所述血管指 數(shù)對(duì)組織病變情況進(jìn)行判斷的病變判斷部。 就本發(fā)明的超聲波組織評(píng)價(jià)裝置而言，由所述圖像采集部采集的所述彩色能量多 普勒?qǐng)D像是彩色多普勒信號(hào)最強(qiáng)的一幀圖像。 就本發(fā)明的超聲波組織評(píng)價(jià)裝置而言，對(duì)所述彩階標(biāo)準(zhǔn)圖的分級(jí)是3級(jí)。 就本發(fā)明的超聲波組織評(píng)價(jià)裝置而言，所述組織是甲狀腺、肝臟、肌肉組織、或腎
3臟等。 就本發(fā)明的超聲波組織評(píng)價(jià)裝置而言，采集的腎臟圖像是經(jīng)過(guò)腎門(mén)的腎臟長(zhǎng)軸的 扇形最大縱斷面。 就本發(fā)明的超聲波組織評(píng)價(jià)裝置而言，由所述的圖像處理部得到的所述血管指數(shù) 與腎小球?yàn)V過(guò)率(GFR)呈正相關(guān)。 就本發(fā)明的超聲波組織評(píng)價(jià)裝置而言，由所述的圖像處理部得到的所述血管指數(shù) 與腎臟病理變化嚴(yán)重程度呈負(fù)相關(guān)。 通過(guò)本發(fā)明，能夠簡(jiǎn)便迅速地得到組織的血管指數(shù)，而且，還可以消除組織深度對(duì) 血管指數(shù)的影響，以更好地對(duì)組織內(nèi)血管分布進(jìn)行評(píng)價(jià)，并能根據(jù)組織血管分布評(píng)價(jià)組織 病變情況。


圖1是表示應(yīng)用了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的超聲波組織評(píng)價(jià)裝置的結(jié)構(gòu)模式圖。
圖2是表示應(yīng)用了本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式的超聲波組織評(píng)價(jià)裝置的結(jié)構(gòu)模 式圖。 圖3是表示應(yīng)用了本發(fā)明的又一優(yōu)選實(shí)施方式的超聲波組織評(píng)價(jià)裝置的結(jié)構(gòu)模 式圖。 圖4是表示應(yīng)用了本發(fā)明的又一優(yōu)選實(shí)施方式的超聲波組織評(píng)價(jià)裝置的結(jié)構(gòu)模 式圖。 圖5是表示利用本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的超聲波組織評(píng)價(jià)裝置對(duì)腎臟進(jìn)行評(píng)價(jià) 時(shí)的已勾畫(huà)了感興趣區(qū)的灰階圖像。 圖6是表示利用本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的超聲波腎臟組織評(píng)價(jià)裝置對(duì)腎臟進(jìn)行 評(píng)價(jià)時(shí)已勾畫(huà)了感興趣區(qū)的彩色能量多普勒?qǐng)D像。 圖7(a)和(b)是表示組織深度的計(jì)算方法的圖，(a)是腎臟的組織深度的計(jì)算方 法的圖，(b)是甲狀腺的組織深度的計(jì)算方法的圖。 圖8是表示通過(guò)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的超聲波腎臟組織評(píng)價(jià)裝置得到的腎臟 血管指數(shù)和腎小球?yàn)V過(guò)率的關(guān)系的散點(diǎn)圖。 圖9是表示通過(guò)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的超聲波腎臟評(píng)價(jià)裝置得到的腎臟血管 指數(shù)和腎臟病理變化的關(guān)系的散點(diǎn)圖。
具體實(shí)施例方式
下面，根據(jù)

本發(fā)明的具體實(shí)施例，但本發(fā)明并不限于此。
實(shí)施例1 如圖1所示，本發(fā)明的超聲波組織評(píng)價(jià)裝置具有操作設(shè)定部1、圖像采集部2、和 圖像處理部3。 操作設(shè)定部1對(duì)所有被檢查者的檢查條件和超聲儀器統(tǒng)一設(shè)定，以便得出的結(jié)果 具有可比性。被檢查者的檢查條件的設(shè)定包括被檢查者的檢查前準(zhǔn)備、超聲檢查時(shí)的體位 和動(dòng)作等。超聲儀器的設(shè)定包括深度、探頭灰階頻率、探頭彩色頻率、濾波、動(dòng)態(tài)范圍等。
這是因?yàn)?，能量多普勒?duì)運(yùn)動(dòng)極端敏感，為了盡量減少其他因素的干擾，要盡可能地把檢查時(shí)所有可以控制的檢查條件統(tǒng)一，否則不同的設(shè)置會(huì)得到不同的結(jié)果。 圖像采集部2對(duì)彩色多普勒增益進(jìn)行調(diào)節(jié)，采集組織斷面圖像信號(hào)，比如采集腎
臟的扇形斷面圖像信號(hào)，并將采集的斷面圖像信號(hào)發(fā)送給圖像處理部3。 圖像采集部2是先將彩色多普勒增益調(diào)得較大，然后逐漸降低彩色多普勒增益，
以周圍組織不出現(xiàn)隨機(jī)的噪聲為好。 因?yàn)槟芰慷嗥绽杖菀桩a(chǎn)生背景噪聲，而背景噪聲會(huì)對(duì)組織內(nèi)的血管分布的評(píng)價(jià)造
成不良影響，對(duì)彩色多普勒增益進(jìn)行調(diào)節(jié)可以去除背景噪聲。另外，以腎臟為例，相對(duì)于腹
腔內(nèi)臟器容易受大血管搏動(dòng)的影響，腹壁肌肉受到的影響較小，因此以肌肉組織作為對(duì)比
既能去掉隨機(jī)噪聲造成假血流信號(hào)，又不至于矯枉過(guò)正、造成腎內(nèi)血流信號(hào)的損失。 另外，以腎臟為例，圖像采集部2采集經(jīng)過(guò)腎門(mén)的腎臟長(zhǎng)軸的扇形最大縱斷面圖
像數(shù)據(jù)，之所以采集經(jīng)過(guò)腎門(mén)的腎臟長(zhǎng)軸的扇形最大斷面圖像數(shù)據(jù)，是因?yàn)槟I臟是一個(gè)立
體的蠶豆?fàn)罱Y(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)不規(guī)則，為了使研究具有可比性和可操作性，所有的腎臟都采集經(jīng)腎
門(mén)的腎臟長(zhǎng)軸的最大扇形縱斷面圖像數(shù)據(jù)。 另外，由于采集的圖像只是一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的斷面圖像，隨著心動(dòng)周期的變化，腎內(nèi)血 流也會(huì)相應(yīng)地發(fā)生節(jié)律性變化，利用超聲圖像回放部(未圖示)的回放功能，選取腎臟彩色 多普勒信號(hào)最強(qiáng)的一幀圖像，以統(tǒng)一采集的時(shí)間點(diǎn)，使結(jié)果具有可比性。 彩色能量多普勒?qǐng)D像不能提供灰階信息，但是勾畫(huà)腎臟實(shí)質(zhì)感興趣區(qū)時(shí)需要能夠 準(zhǔn)確分辨腎臟結(jié)構(gòu)。因此同一腎臟的每一幀采集兩張圖像，一張為灰階圖像，另一張為彩色 能量多普勒?qǐng)D像。同一幀圖像的灰階圖像和彩色能量多普勒?qǐng)D像在結(jié)構(gòu)上完全吻合，可以 借助灰階圖像來(lái)判斷結(jié)構(gòu)、并勾畫(huà)感興趣區(qū)(參照?qǐng)D5和圖6)。 在對(duì)每個(gè)被檢查者采集圖像時(shí)都要復(fù)原所有已經(jīng)改變的條件，重新開(kāi)始調(diào)節(jié)，使 每次檢查的初始設(shè)定條件相同。 圖像處理部3對(duì)腎臟實(shí)質(zhì)輪廓勾畫(huà)感興趣區(qū)，根據(jù)腎臟彩階標(biāo)準(zhǔn)圖將彩色多普勒 信號(hào)強(qiáng)度分成3個(gè)級(jí)別，統(tǒng)計(jì)腎臟超聲多普勒能量圖每級(jí)包含的像素個(gè)數(shù)，乘以對(duì)應(yīng)的級(jí) 數(shù)如3級(jí)，再除以該側(cè)腎臟感興趣區(qū)(如腎臟實(shí)質(zhì))的面積像素值，得到腎臟血管指數(shù)(VI， vascular index)，將兩側(cè)腎臟的VI相加，得到總腎VI值。所述血管指數(shù)反映了單位面積 內(nèi)腎臟組織內(nèi)血管的分布情況。 由于決定腎臟血流的腎小球主要分布在腎臟實(shí)質(zhì)，對(duì)此區(qū)域勾畫(huà)感興趣區(qū)可以最 直觀地觀察到腎臟血流的變化。 另外，對(duì)腎臟彩階標(biāo)準(zhǔn)圖進(jìn)行分級(jí)是腎臟血流定量研究的基礎(chǔ)，只有這樣，才能對(duì) 腎臟超聲多普勒能量圖進(jìn)行加權(quán)分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)定量。理論上，分級(jí)越多，對(duì)腎內(nèi)血流的變 化就測(cè)定得越準(zhǔn)確，但是，能量多普勒對(duì)運(yùn)動(dòng)極端敏感，被測(cè)組織很小的一個(gè)運(yùn)動(dòng)都可能嚴(yán) 重影響超聲多普勒能量圖的質(zhì)量，因此分級(jí)不能過(guò)多。
實(shí)施例2 如圖2所示，本發(fā)明的超聲波組織評(píng)價(jià)裝置具有操作設(shè)定部1、圖像采集部2、圖 像處理部3、和血管指數(shù)校正部4。 本發(fā)明的超聲波組織評(píng)價(jià)裝置的操作設(shè)定部1、圖像采集部2、圖像處理部3與實(shí) 施例1相同，在這里省略對(duì)其的描述，只對(duì)不同點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。 血管指數(shù)校正部4根據(jù)基于所采集超聲數(shù)據(jù)而測(cè)得的組織深度d對(duì)血管指數(shù)進(jìn)行
5校正，這是因?yàn)?，超聲能量多普勒信?hào)會(huì)隨著皮膚表面與被檢查組織之間距離的增加而發(fā) 生衰減。如圖7所示，所述組織深度d是指被檢查組織距離皮膚表面的最近距離dl和最遠(yuǎn) 距離d2的平均值。
實(shí)施例3 如圖3所示，本發(fā)明的超聲波組織評(píng)價(jià)裝置具有操作設(shè)定部1、圖像采集部2、圖 像處理部3、和病變判斷部5。 本發(fā)明的超聲波組織評(píng)價(jià)裝置的操作設(shè)定部1、圖像采集部2、圖像處理部3與實(shí) 施例1相同，在這里省略對(duì)其的描述，只對(duì)不同點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。 病變判斷部5對(duì)來(lái)自圖像處理部3的腎臟血管指數(shù)和在存儲(chǔ)器(未圖示)中存儲(chǔ) 的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，得出腎臟功能(如GFR)以及病理的改變情況。 GFR(腎小球?yàn)V過(guò)率)是指單位時(shí)間內(nèi)腎臟濾過(guò)的血漿流量，如圖8所示，GFR與 腎臟血管指數(shù)VI呈正相關(guān)，腎臟VI值可以在很大程度上反映腎小球?yàn)V過(guò)功能，所以可以 利用VI來(lái)判斷腎臟GFR變化情況。當(dāng)血管指數(shù)VI小于標(biāo)準(zhǔn)值2. 85時(shí)，GFR小于90m1/ min/1. 73m2。 另外，腎臟發(fā)生病理改變會(huì)導(dǎo)致血管指數(shù)VI發(fā)生變化，多數(shù)腎臟疾病隨著疾 病的進(jìn)展都會(huì)影響腎內(nèi)血流，尤其IgA腎病等原發(fā)性腎小球疾病，會(huì)直接影響腎小球毛 細(xì)血管的血流充盈，因此病理變化在腎臟血管分布上也會(huì)有所體現(xiàn)。腎小球破壞指數(shù) DGI (glomerular destructive index)是指腎臟病理鏡下腎小球新月體和硬化的數(shù)目與腎 小球總數(shù)的比率，反映了新月體和腎小球硬化的嚴(yán)重程度。所以可以說(shuō)腎小球破壞指數(shù)能 反映腎臟的病理改變嚴(yán)重程度，如圖9所示，腎小球破壞指數(shù)與腎臟血管指數(shù)VI呈負(fù)相關(guān)， 血管指數(shù)VI越大，腎小球破壞指數(shù)越低，所以可以利用腎臟血管指數(shù)VI判斷腎臟病理變 化，對(duì)腎臟疾病進(jìn)行監(jiān)測(cè)。由此可以在非侵襲性的情況下對(duì)被檢查者的腎臟病理變化進(jìn)行 評(píng)價(jià)，減輕以前必須進(jìn)行腎臟穿剌活檢對(duì)被檢查者造成的痛苦。 除此之外，還可以通過(guò)對(duì)腎臟小動(dòng)脈、腎小球系膜等進(jìn)行評(píng)分，將其與腎小球破壞 指數(shù)相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)病理變化的量化處理。根據(jù)測(cè)得的血管指數(shù)VI，可以對(duì)病理變化的
量化結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)。
實(shí)施例4 如圖4所示，本發(fā)明的超聲波組織評(píng)價(jià)裝置具有操作設(shè)定部1、圖像采集部2、圖 像處理部3、血管指數(shù)校正部4和病變判斷部5。 本發(fā)明的超聲波組織評(píng)價(jià)裝置的操作設(shè)定部1、圖像采集部2、圖像處理部3、血管
指數(shù)校正部4和病變判斷部5與上述實(shí)施例相同，在這里省略對(duì)其的描述，不過(guò)通過(guò)實(shí)施例
4的超聲波組織評(píng)價(jià)裝置可以更準(zhǔn)確地說(shuō)對(duì)組織功能和病變情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。 當(dāng)然，本發(fā)明并不限于對(duì)腎臟的檢查，還可以用于肝臟、肌肉、甲狀腺等組織的類
似檢查。
權(quán)利要求
一種超聲波組織評(píng)價(jià)裝置，其通過(guò)超聲能量多普勒對(duì)組織的血管分布進(jìn)行評(píng)價(jià)，其特征在于，具有操作設(shè)定部，其設(shè)定統(tǒng)一的圖像采集條件；圖像采集部，其調(diào)節(jié)彩色增益，采集組織斷面的超聲灰階圖像及同幀彩色能量多普勒?qǐng)D像，并輸出該斷面圖像數(shù)據(jù)；和圖像處理部，其接收來(lái)自所述圖像采集部的所述斷面圖像數(shù)據(jù)，勾畫(huà)被檢查組織的感興趣區(qū)，根據(jù)彩階標(biāo)準(zhǔn)圖將彩色多普勒信號(hào)強(qiáng)度分成若干級(jí)別，進(jìn)行加權(quán)，得到組織的血管指數(shù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的超聲波組織評(píng)價(jià)裝置，其中，還具有根據(jù)基于所采集超聲數(shù)據(jù)而測(cè)得的組織深度對(duì)血管指數(shù)進(jìn)行校正的血管指數(shù) 校正部。
3. 如權(quán)利要求1或者2所述的超聲波組織評(píng)價(jià)裝置，其中，還具有根據(jù)由所述圖像處理部得到的所述血管指數(shù)對(duì)組織病變情況進(jìn)行判斷的病變 判斷部。
4. 如權(quán)利要求1 3中任意一項(xiàng)所述的超聲波組織評(píng)價(jià)裝置，其中， 由所述圖像采集部采集的所述彩色能量多普勒?qǐng)D像是彩色多普勒信號(hào)最強(qiáng)的一幀圖像。
5. 如權(quán)利要求1 4中任意一項(xiàng)所述的超聲波組織評(píng)價(jià)裝置，其中， 對(duì)所述彩階標(biāo)準(zhǔn)圖的分級(jí)是3級(jí)。
6. 如權(quán)利要求1 5中任意一項(xiàng)所述的超聲波組織評(píng)價(jià)裝置，其中， 所述組織是甲狀腺、肝臟、肌肉組織、或腎臟。
7. 如權(quán)利要求1 6中任意一項(xiàng)所述的超聲波組織評(píng)價(jià)裝置，其中， 所采集的腎臟圖像是經(jīng)過(guò)腎門(mén)的腎臟長(zhǎng)軸的扇形最大縱斷面。
8. 如權(quán)利要求1 7中任意一項(xiàng)所述的超聲波組織評(píng)價(jià)裝置，其中， 由所述的圖像處理部得到的所述血管指數(shù)與腎小球?yàn)V過(guò)率呈正相關(guān)。
9. 如權(quán)利要求1 8中任意一項(xiàng)所述的超聲波組織評(píng)價(jià)裝置，其中， 由所述的圖像處理部得到的所述血管指數(shù)與腎臟病理變化嚴(yán)重程度呈負(fù)相關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠根據(jù)組織的超聲灰階圖像及同幀彩色能量多普勒?qǐng)D像提供對(duì)被檢查組織的診斷有一定幫助的指標(biāo)的超聲波組織評(píng)價(jià)裝置。所述的超聲波組織評(píng)價(jià)裝置，其通過(guò)超聲能量多普勒對(duì)組織的血管分布進(jìn)行評(píng)價(jià)，其特征在于，具有操作設(shè)定部，其設(shè)定統(tǒng)一的圖像采集條件；圖像采集部，其調(diào)節(jié)彩色增益，采集組織斷面的超聲灰階圖像及同幀彩色能量多普勒?qǐng)D像，并輸出該斷面圖像數(shù)據(jù)；和圖像處理部，其接收來(lái)自所述圖像采集部的所述斷面圖像數(shù)據(jù)，勾畫(huà)被檢查組織的感興趣區(qū)，根據(jù)彩階標(biāo)準(zhǔn)圖將彩色多普勒信號(hào)強(qiáng)度分成若干級(jí)別，進(jìn)行加權(quán)，得到組織的血管指數(shù)。
文檔編號(hào)A61B8/08GK101744641SQ20081018046
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者李乾 申請(qǐng)人:李乾